مبدأ وكفاءة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية

مبدأ وفعالية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية: لنتعرف على الأشعة فوق البنفسجية. نعلم جميعًا أن ضوء الشمس هو أرخص وأسهل طريقة للتطهير والتعقيم. في الواقع، نستخدم الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من الشمس كأداة تعقيم. وقد استُخدمت الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع ليس فقط لسهولة استخدامها ورخص ثمنها وخلوها من التلوث وعدم تركها أي بقايا، بل لعيبها الوحيد هو إمكانية الحصول عليها فقط في ظروف جوية مناسبة. في عام ١٨٧٨، اكتشف داوني وبلانت قدرة الأشعة فوق البنفسجية على قتل الجراثيم، ولكن لم تكن هناك طريقة لإنتاجها آنذاك، لذا لم يكن من الممكن تطبيق هذا الاكتشاف.

في عام 1901، اخترع الخط أوبر وهيويت مصباح الأشعة فوق البنفسجية بالزئبق، ولكن بسبب محدودية مادة الفتيل وتكنولوجيا الفراغ ونقاء الكوارتز والتقنيات الأخرى في ذلك الوقت، لم يكن عمر مصباح القوس الزئبقي طويلاً، وكانت كفاءة الأشعة فوق البنفسجية منخفضة أيضًا، ولكن اختراع مصباح القوس الزئبقي كان للاستخدام البشري للأشعة فوق البنفسجية لقتل البكتيريا قد فتح الباب. في عام 1940، اخترعت الولايات المتحدة مصباح الزئبق قبل أن يتغير. يتميز مصباح الزئبق منخفض الضغط بالتشغيل المستقر وكفاءة الأشعة فوق البنفسجية العالية (يتم تحويل 30-40٪ من الطاقة إلى استهلاك طاقة التعقيم)، إلى جانب تنقية الكوارتز وتكنولوجيا الفراغ المحسنة، يمكن أن يصل عمر مصباح الأشعة فوق البنفسجية بالزئبق منخفض الضغط إلى 10000 ساعة (الشدة الأصلية 80٪).

أدى اختراع مصباح الزئبق منخفض الضغط إلى تطوير استخدام الأشعة فوق البنفسجية بشكل كبير. كان استخدام معدات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في الولايات المتحدة أبطأ قليلاً منه في أوروبا، وقد تغير هذا الوضع في سبعينيات القرن الماضي. قبل ذلك، كانت الولايات المتحدة تستخدم الكلور بشكل رئيسي للتعقيم.

مع التوسع الحضري السريع وبناء عدد كبير من محطات الصرف الصحي المنزلية الحضرية، يتم تصريف كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي في المسطحات المائية الطبيعية بعد تطهير الكلور واستخدامها كمصدر لمياه الشرب، مما يؤدي إلى تلوث خطير بالكلور في المسطحات المائية السفلية لمحطات الصرف الصحي. تشمل هذه الملوثات: 1. الكلور المتبقي: من أجل الحفاظ على التأثير المبيد للجراثيم، يجب على محطة الصرف الصحي الحفاظ على الكلور المتبقي في المياه التي يتم تصريفها. إذا تم تصريف الكلور المتبقي في المسطحات المائية الطبيعية، فسوف يقتل الكائنات الحية الدقيقة والطحالب في الماء. ضع الجسم المائي 2. منذ تدمير أدنى مستوى من السلسلة الغذائية في عام 1801، ماتت الكائنات الحية الدقيقة والطحالب، مما جعل طعام الأسماك الصغيرة والروبيان والمحاريات الأخرى أقل وانخفضت الكمية، مما أثر بدوره على كمية وتوازن المنتجات المائية الأخرى.

②يُنتج تعقيم الكلور أيضًا مركبات نيتروجين الكلور المُسرطنة. أثناء عملية قتل الكائنات الدقيقة، يُؤكسد الكلور المواد العضوية في الخلايا المُسببة للسرطان. تشمل النواتج الثانوية أمونيا الكلور ومركبات الهالوجين الكلورية، ومن بينها THM (ثلاثي هالجين الميثان) وهو مادة مُسرطنة. يتراكم THM في المنتجات المائية ويبقى في الجسم بعد الاستهلاك البشري، مُسببًا السرطان. مبدأ عمل مُعقم الأشعة فوق البنفسجية: جميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض تستخدم الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) كأساس للتكاثر والبقاء.

يتكون كل من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (RNA) من 4 وحدات كيميائية: أ-أدينين، ت-ثايمين، ثايمين، لاين-لاين، يتوسين، سيتوزين، أوكسي أمينوبيريدين، ج-جوانين، جوانين (المكون الأساسي للحمض النووي). عند التكاثر، تُفتح السلاسل الطويلة في الحمض النووي، وبعد الفتح، ستبحث وحدات A الطويلة لكل سلسلة طويلة عن وحدة T للانضمام، ويمكن لكل سلسلة طويلة نسخ نفس السلسلة مثل السلسلة الطويلة الأخرى المنفصلة للتو، واستعادة الانقسام الأصلي. الحمض النووي الكامل قبل أن يصبح أساسًا للخلايا الجديدة. يمكن للأشعة فوق البنفسجية بطول موجي يتراوح بين 240 و270 نانومتر أن تكسر قدرة الحمض النووي على إنتاج البروتينات والتكاثر. بعد تلف الحمض النووي والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (RNA) للبكتيريا والفيروسات، تُفقد قدرتها على إنتاج البروتينات والتكاثر.

لأن دورة حياة البكتيريا والفيروسات قصيرة عمومًا، فإن البكتيريا غير القادرة على التكاثر والفيروسات تموت بسرعة. مزايا تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية: لقد أُقرّ عالميًا بتأثير تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية على البكتيريا والفيروسات والأجسام المسببة للأمراض الأخرى. تتميز تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية بالمزايا الواضحة التالية:

١. تتميز تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية بكفاءة تعقيم لا مثيل لها. فهي تقضي على العديد من أنواع البكتيريا والفيروسات الشائعة. عادةً ما يستغرق تأثير تعقيم الأشعة فوق البنفسجية على البكتيريا والفيروسات ثانية واحدة. أما بالنسبة لطرق التعقيم التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية والكلور والأوزون، فيستغرق الأمر عادةً من ٢٠ دقيقة إلى ساعة لتحقيق تأثير الأشعة فوق البنفسجية.

٢. تعقيم عالي الكفاءة وأداء واسع النطاق: تتميز تقنية الأشعة فوق البنفسجية بأعلى أداء تعقيم واسع النطاق بين جميع تقنيات التعقيم الحالية. فهي قادرة على قتل جميع أنواع البكتيريا والفيروسات تقريبًا بكفاءة عالية. وبالنسبة لبعض الطفيليات شديدة الضرر على البشر، لا يمكن القضاء عليها بفعالية باستخدام الكلور وحتى الأوزون (مثل الأكياس المتنحية للكريبتوسبوريديوم والجيارديا، إلخ).

تعقيم واسع النطاق لمعدات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. 3. لا تلوث ثانوي: بما أن تقنية الأشعة فوق البنفسجية تُعقّم فقط دون إضافة أي مواد كيميائية، فإنها لا تُسبب تلوثًا ثانويًا للمسطح المائي والبيئة المحيطة. كما أنها لا تُغيّر أيًا من مكونات الماء.

فيما يتعلق بتعقيم الكلور، فقد ثبت أن الكلور العضوي الناتج عنه والمواد العضوية الموجودة في الماء مسببة للسرطان لجسم الإنسان، كما أن مركبات الكلور الموجودة في الماء قد يكون لها تأثير سلبي في بعض الأحيان، مما يسبب تسممًا للكائنات المائية والبيئة المائية. وتُواجه أساليب الأوزون مشاكل مماثلة. إذ تتطاير كمية كبيرة من الأوزون غير المذاب في الماء في الهواء، مما يُلحق الضرر بالصحة البدنية والنفسية للعاملين في المناطق المجاورة.

٤. تشغيل آمن وموثوق: تُعدّ تقنيات التطهير التقليدية، مثل استخدام الكلوريد أو الأوزون، مواد شديدة السمية وقابلة للاشتعال والانفجار. ويشكل استخدام هذه المواد تهديدًا محتملًا لسلامة العاملين في موقع التشغيل والبيئة المحيطة والسكان، ويتطلب عناية خاصة. وتفرض إدارات الأمن العام والحماية من الحرائق وحماية البيئة في بلدي لوائح صارمة على نقل وتخزين وتشغيل هذه المواد عالية الخطورة.

لقد زاد هذا بشكل كبير من العبء النفسي والشعور بعدم الأمان لدى القادة والمشغلين والسكان المحيطين بالمستخدمين العاديين. لا ينطوي نظام التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية الحديث على مثل هذه المخاطر الخفية، وهو تقنية تعقيم آمنة وموثوقة نسبيًا للبيئة المحيطة والمشغلين. 5. سهولة التشغيل والصيانة، وانخفاض التكلفة: عادةً ما ترتبط التقنيات عالية الكفاءة دائمًا بتكلفة تشغيل عالية.

ومع ذلك، تُعدّ تقنية الأشعة فوق البنفسجية استثناءً. فبفضل تطور تقنية النواة فوق البنفسجية في تسعينيات القرن الماضي، لا تتميز تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية بأعلى كفاءة تعقيم بين جميع طرق التعقيم فحسب، بل تتميز أيضًا بأبسط عمليات التعقيم وصيانتها، وأقل تكلفة تشغيل. إذ يمكن أن تصل إلى 4 يوانات صينية لكل طن من المياه عند معالجة 1000 طن. وبالتالي، فإن نسبة الأداء إلى السعر هي الأعلى بين جميع تقنيات التعقيم، فهي لا تتميز فقط بكفاءة عالية لا تُضاهى في تقنيات التعقيم الأخرى، بل تتميز أيضًا بانخفاض التكلفة وتكاليف التشغيل.

عند معالجة ألف طن من المياه، تُمثل تكلفة التعقيم بالكلور نصف تكلفة التعقيم بالكلور، وخُمسَي تكلفة التعقيم بالكلور مع إزالة الكلور، وتسع تكلفة التعقيم بالأوزون فقط. حتى مع قدرة معالجة تبلغ 100,000 طن، فإن تكاليف الاستثمار والتشغيل لمعدات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية أقل بكثير من تقنيات التعقيم الأخرى. 6. حجم صغير، بدون ضوضاء. تُنتج شركتنا معدات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.

بالنسبة لمعدات خط NL-2000، القادرة على معالجة 80 طنًا من المياه في الساعة، فهي تشغل مساحة 1.7 متر × 0.8 متر فقط، وارتفاعها 1.5 متر، ووزنها 220 طنًا. في حال حجز مساحة كافية، يتطلب النظام مساحة تشغيل إجمالية قدرها 4 أمتار مربعة. في حال تقليل كمية المياه المعالجة، ستقل المساحة التي تشغلها المعدات تبعًا لذلك.

بالإضافة إلى ذلك، إذا اعتمدت معدات التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية على مصدر مياه ذاتي التدفق (بدون مضخة مياه)، فلن تُصدر أي ضوضاء. ٧. تعقيم مستمر للمياه على نطاق واسع. من سمات تقنية التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في أواخر التسعينيات التشغيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام السنة. بالإضافة إلى الصيانة الدورية التي تتم خلال ساعة أو ساعتين، فإن أفضل ظروف التشغيل هي التشغيل المستمر على مدار الساعة.

يُعد تطهير المياه بكميات كبيرة ميزةً رئيسيةً أخرى للأشعة فوق البنفسجية الحديثة. فبالإضافة إلى تطهير كميات صغيرة من المياه (عشرات اللترات في الساعة)، يُمكن أيضًا تطهير كميات كبيرة من المياه. وفي الوقت الحالي، بلغ الحد الأقصى للاستخدام العملي لتقنية الأشعة فوق البنفسجية 60,000 طن في الساعة.

يمكن زيادة حجمها عند الحاجة. بولكينج هي أفضل شركة مصنعة وموردة لمعدات حمامات السباحة في الصين. تسعى بولكينج لتوفير أعلى جودة من معدات حمامات السباحة بأسعار تنافسية.